(57)【要約】  低分解能ＡＤＣを用いた場合でも、量子化雑音を低減可能な通信システム等を提案する。送信機３の送信信号生成部１０は、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより、送信信号を生成する。受信機５は、低分解能ＡＤＣ３９を用いて受信信号の量子化を行う。低分解能ＡＤＣでは、量子化雑音が顕著にあらわれる。しかし、量子化雑音は、振幅に顕著に発生することから、位相を用いた定包絡線変調処理を行うことにより、低分解能ＡＤＣであっても、量子化雑音を避け、高精度な通信を実現することが可能となる。さらに、高精度な無線通信が実現可能であることから、伝搬路特性推定部３３において、反復計算を行うことにより、より高精度に伝搬路推定を行うことが可能となる。
2011155569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機を備えた無線通信システムであって、
前記送信機は、前記受信機に対して、送信系列Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）に対応する送信信号を無線通信により送信するものであり、
前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］は、複数の候補値の一つであり、
前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、
前記送信機は、
位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有し、
前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時系列ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、
前記受信機は、
前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段を有する、無線通信システム。
【請求項２】
前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、
前記受信機は、前記伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定手段を有し、
前記伝搬路特性推定手段は、
前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、
前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、
前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段と、
前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算手段を有し、
前記複製信号生成手段は、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記初期推定値計算手段は、Ｌ個の相関器を有し、
前記Ｌ個の相関器のうち、所定の閾値を超える相関器の出力の個数Ｍをパス数として推定し、
前記受信量子化信号をシンボル周期でサンプリングした信号Ｙ［ｎ］に対して、相関演算を行うことにより、前記特性パラメータの初期推定値を定めるものであり、
前記伝搬路特性推定手段が、パス数Ｍ及び初期推定値、並びに、前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差に基づいて前記特性パラメータを更新するものである、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記信号生成手段は、
前記送信系列に対して差動演算を行う差動演算手段と、
前記差動演算手段の演算結果を示す差動演算信号に対して定包絡線変調を行う定包絡線変調手段を有する、請求項２又は３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］が候補値は、２つの値のいずれかであり、
前記差動演算部は、ｎの奇偶に応じて式(eq1)又は式(eq2)のいずれかを行う差動演算を行うものであり、
前記定包絡線変調手段は、変調指数０．５のＦＭ変調を行うものであり、
前記ＡＤ変換手段は、前記受信信号の振幅の値と一定の値を比較して、前記候補値のいずれかに対応付けることにより、量子化を行う１ビット・アナログデジタル変換処理を行うものである、請求項４記載の無線通信システム。
【数１】
2011155569.tif 000011
【請求項６】
受信機に対して、送信系列Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）に対応する送信信号を無線通信により送信する送信機であって、
前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］は、複数の候補値の一つであり、
前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、
前記受信機は、
前記送信機から送信された前記送信信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化するＡＤ変換手段を有するものであり、
位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有し、
前記信号生成手段が、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行う、送信機。
【請求項７】
送信機が送信系列に基づいて生成して無線送信し、受信機が受信して得られた受信信号を用いて伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定装置であって、
前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）は、複数の候補値の一つであり、
前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、
前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、
前記送信機は、
位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有するものであり、
前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、
前記受信機は、
前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段を有するものであり、
前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、
前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、
前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算手段を有し、
前記複製信号生成手段は、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成する、伝搬路特性推定装置。
【請求項８】
送信機が送信系列に基づいて生成して無線送信し、受信機が受信して得られた受信信号を用いて伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定方法であって、
前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）は、複数の候補値の一つであり、
前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、
前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、
前記送信機は、
位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、
前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有するものであり、
前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、
前記受信機は、
前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段と、
前記伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定手段を有するものであり、
前記伝搬路特性推定手段は、
前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、
前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、
前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段を有し、
推定値計算手段が、前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算ステップと、
前記複製信号生成手段が、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成するステップを含む伝搬路特性推定方法。
【請求項９】
コンピュータにおいて、請求項８記載の伝搬路特性推定方法を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、送信機、伝搬路特性推定装置、伝搬路特性推定方法及びプログラムに関し、特に、送信機と受信機を備える無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の無線通信システムにおいては、伝送速度の更なる高速化が求められる。しかしながら、無線基地局の出力電力の制約のために、アクセス回線の広帯域化にともない、各基地局の通信可能エリアは狭くなる。したがって、サービスエリア全体をカバーするためには膨大な数の基地局が必要となり、有線バックホール回線の敷設費用と併せて、インフラの設備投資額が増大する。基地局設置台数の増大に伴うインフラ敷設コスト増大を抑制するためには、簡易に設置可能な小型無線基地局と有線バックホール回線敷設コストを最小化する技術を開発することが重要となる。【０００３】
有線バックホール回線の敷設を抑制する技術として、無線マルチホップネットワーク（MESHネットワーク）技術が注目されている。MESHネットワークとは、基地局同士を無線で接続した通信システムのことである。このシステムでは、数局から十数局おきに有線回線に接続されたコア基地局１台を定め、これを起点に無線で中継接続された複数の基地局を設置する。コア基地局に多数の中継基地局を無線接続することで、有線回線の敷設コストを低減することができる。したがって、中継基地局数を増やすには、大容量の無線中継伝送技術が必要となる。【０００４】
ところで、周波数資源は有限である。そのため、中継回線の広帯域化により通信容量を増加させることには限界があり、周波数利用効率の向上が必須である。周波数利用効率を向上させる技術として、MIMO（Multiple  Input  Multiple  Output）が注目されている。MIMO技術とは、複数の送受信アンテナを用いて、複数の信号を同一時刻・同一周波数で多重伝送する技術であり、例えば、IEEE802.11nの無線LANシステムにおいて標準採用されている。MESHネットワークの中継回線容量を増加するには、MIMO技術を適用することが有効である。【０００５】
従来、無線通信システムにおいては、線形変調方式が採用されている。そして、出願人は、包絡線変調（例えばＦＭ変調など）のような非線形変調方式を提案した（特許文献１参照）。【０００６】
また、無線通信環境では、周囲からの反射波・遅延波などが到来する。そのため、受信信号に符号間干渉が生じ、これが通信品質を劣化させることが問題となる。符号間干渉の影響を除去する技術として、適応等化器が知られている。等化器の伝達特性を適切に定めるには、伝搬路特性を受信機側で高精度に推定することが重要である。出願人は、送信機が既知信号を送信し、受信機においてそれを観測することにより伝搬路特性を推定する方式を提案してきた（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８１７４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１１８４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、無線基地局の低消費電力化・小型化を実現するには、送信電力増幅器の電力効率を改善させることが大きな課題となる。しかしながら、従来の無線通信システムにおいて採用されている線形変調方式では、増幅器の入出力特性に高い線形性が求められるため（線形増幅を行う必要があるため）、増幅時の電力変換効率が非線形変調と比べて非常に低くなる。特に、無線LANや地上波デジタル放送において採用されているマルチキャリア方式では、送信信号が非常に高いピーク対平均電力比（PAPR：Peak-to-Average  Power  Ratio）を有するため、増幅器の所要バックオフ量が増加し、結果として電力変換効率がさらに大きく低下する。この問題に加えて、包絡線振幅に情報を有する線形変調システムでは、受信機の復調処理において高分解能アナログデジタル変換器（ADC：Analog-Digital  Converter）を必要とするため、ハードウェアの低消費電力化・小型化が困難となる。これらの問題点は、複数のアンテナ素子（送受信機）を有するMIMO伝送においてはさらに深刻になる。MIMOによる大容量中継伝送を提供するには、大きな装置負担を強いるこれらの課題の克服が必須の要件となる。【０００９】
特許文献１は、上記の課題に対処するために、電力効率に優れる非線形送信電力増幅器及び低分解能ＡＤＣを用いて実現可能な定包絡線無線伝送方式を提案したものである。【００１０】
また、伝搬路特性を推定するためには、従来の線形変調方式によるものでは、受信機において、高分解能ＡＤＣを用いて受信信号を観測する必要があった。また、特許文献１記載の定包絡線無線伝送方式による場合でも、遅延波などによる符号間干渉のために、受信信号の包絡線には変動を生じる。したがって、低分解能ＡＤＣを用いる場合、量子化による誤差（量子化雑音）が増加し、伝搬路特性を精度良く推定するのが困難となる。また、受信機側で非線形のＦＭ復調を行う場合、線形伝搬路の特性を推定するのが困難となる。したがって、従来の伝搬路特性推定器においては、受信機側において高分解能のＡＤＣを用いる必要があった。【００１１】
そこで、本願発明は、低分解能ＡＤＣを用いた場合でも、量子化雑音を低減可能な無線通信システム等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の第１の観点は、送信機と受信機を備えた無線通信システムであって、前記送信機は、前記受信機に対して、送信系列Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）に対応する送信信号を無線通信により送信するものであり、前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］は、複数の候補値の一つであり、前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、前記送信機は、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有し、前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、前記受信機は、前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段を有する。【００１３】
本願発明の第２の観点は、第１の観点であって、前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、前記受信機は、前記伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定手段を有し、前記伝搬路特性推定手段は、前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段と、前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算手段を有し、前記複製信号生成手段は、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成する。【００１４】
本願発明の第３の観点は、第２の観点であって、前記初期推定値計算手段は、Ｌ個の相関器を有し、前記Ｌ個の相関器のうち、所定の閾値を超える相関器の出力の個数Ｍをパス数として推定し、前記受信量子化信号をシンボル周期でサンプリングした信号Ｙ［ｎ］に対して、相関演算を行うことにより、前記特性パラメータの初期推定値を定めるものであり、前記伝搬路特性推定手段が、パス数Ｍ及び初期推定値、並びに、前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差に基づいて前記特性パラメータを更新するものである。【００１５】
本願発明の第４の観点は、第２又は第３の観点であって、前記信号生成手段は、前記送信系列に対して差動演算を行う差動演算手段と、前記差動演算手段の演算結果を示す差動演算信号に対して定包絡線変調を行う定包絡線変調手段を有する。【００１６】
本願発明の第５の観点は、第４の観点であって、前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］の候補値は、２つの値のいずれかであり、前記差動演算部は、ｎの奇偶に応じて式(eq1)又は式(eq2)のいずれかを行う差動演算を行うものであり、前記定包絡線変調手段は、変調指数０．５のＦＭ変調を行うものであり、前記ＡＤ変換手段は、前記受信信号の振幅の値と一定の値を比較して、前記候補値のいずれかに対応付けることにより、量子化を行う１ビット・アナログデジタル変換処理を行うものである。【００１７】
本願発明の第６の観点は、受信機に対して、送信系列Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）に対応する送信信号を無線通信により送信する送信機であって、前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］は、複数の候補値の一つであり、前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、前記受信機は、前記送信機から送信された前記送信信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化するＡＤ変換手段を有するものであり、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有し、前記信号生成手段が、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行う。【００１８】
本願発明の第７の観点は、送信機が送信系列に基づいて生成して無線送信し、受信機が受信して得られた受信信号を用いて伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定装置であって、前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）は、複数の候補値の一つであり、前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、前記送信機は、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有するものであり、前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、前記受信機は、前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段を有するものであり、前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段と、前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算手段を有し、前記複製信号生成手段は、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成する。【００１９】
本願発明の第８の観点は、送信機が送信系列に基づいて生成して無線送信し、受信機が受信して得られた受信信号を用いて伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定方法であって、前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１、Ｎはシンボル数。）は、複数の候補値の一つであり、前記各候補値には、予め、一つ又は複数の位相が対応付けられており、前記送信系列は、前記送信機及び前記受信機が予め把握している既知系列であり、前記送信機は、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより前記送信信号を生成する信号生成手段と、前記送信信号を前記受信機に対して送信する送信アンテナを有するものであり、前記信号生成手段は、時系列ｔnに対して、各時刻ｔnでは前記送信系列の各値Ｘ［ｎ］に対応付けられた位相の一つとし、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔn-1又はｔnの包絡線と同じ値で一定とすることにより、前記定包絡線変調処理を行うものであり、前記受信機は、前記送信アンテナから送信された前記送信信号を、伝搬路を経由して受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにおいて受信された受信信号を量子化して受信量子化信号を生成するＡＤ変換手段と、前記伝搬路の特性を推定する伝搬路特性推定手段を有するものであり、前記伝搬路特性推定手段は、前記受信量子化信号に基づいて、前記伝搬路の特性を示す特性パラメータの初期推定値を定める初期推定値計算手段と、前記既知系列を示す既知信号が、前記特性パラメータにより定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成手段と、前記受信量子化信号と前記複製信号との差を計算する誤差計算手段を有し、推定値計算手段が、前記誤差計算手段により得られた前記受信量子化信号と前記複製信号との差を用いて前記特性パラメータを更新する推定値計算ステップと、前記複製信号生成手段が、前記推定値計算手段により更新された前記特性パラメータを用いて、前記複製信号をさらに生成するステップを含む。【００２０】
本願発明の第９の観点は、コンピュータにおいて、第８の観点の伝搬路特性推定方法を実現させるためのプログラムである。【００２１】
なお、本願発明を、第９の観点のプログラムを（定常的に）記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。【００２２】
【数１】
2011155569.tif 000003
【発明の効果】
【００２３】
本願発明によれば、位相に基づいて定包絡線変調処理を行うことにより、送信信号を生成する。送信信号は、異なる経路をたどり、受信機に到達する。受信機では、複数の波が到来するため、受信信号の振幅は、それらが合成されて変動する。そのため、量子化雑音は、振幅に顕著に発生することとなる。特に、低分解能ＡＤＣでは、量子化雑音は顕著に生じる。しかしながら、本願発明にあるように、振幅ではなく、位相を用いた定包絡線変調処理を行うことにより、低分解能ＡＤＣであっても、量子化雑音を避け、高精度な通信を実現することが可能となる。さらに、受信機において低分解能ＡＤＣを用いることで、受信機の回路規模を大幅軽減可能となる。特に、１ビットＡＤＣを利用する場合は、受信器での利得調整（AGC：Automatic  Gain  Control）が不要となり、低消費電力化に有利となる。【００２４】
さらに、本願発明により、位相に基づく定包絡線変調処理を行うことにより、高精度な無線通信が実現可能となる。そのため、単に初期推定値により伝搬路を推定するだけでなく、さらに反復計算を行うことにより、より高精度に伝搬路推定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明の実施例である無線通信システム１の概要を示すブロック図である。
【図２】図１の送信信号生成部１０の出力波形の一例を示す。
【図３】図２の出力波形と、位相との対応関係を示す図である。
【図４】図１の推定伝搬路部７１において用いられる伝搬路インパルス応答モデルのパラメータＨe［ｉ］及びＭを示す。
【図５】図１の初期推定値計算回路６１の一例である初期値推定値計算回路９１の概略を示すブロック図である。
【図６】シミュレーションの対象となる無線通信システム１０１のブロック図を示す。
【図７】伝搬路特性の推定値を用いて最尤系列推定を行った場合のＢＥＲ特性を示す。
【図８】複数の既知信号を用いて雑音の影響を軽減する例を示す概略ブロック図である。
【図９】MIMOチャネルにおける本願発明の他の実施例である時分割多重による既知信号送信を示す概略ブロック図である。
【図１０】MIMOチャネルにおける本願発明のさらに他の実施例である符号分割多重による既知信号送信の概念を示す図である。
【図１１】図１０の受信部３０７1及び伝搬路特性推定部３０９1による処理に関する概略ブロック図である。
【図１２】伝搬路特性の推定値を用いて最尤系列推定を行った場合のＢＥＲ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本願発明の実施例である無線通信システム１の概要を示すブロック図である。無線通信システム１は、送信機３と、受信機５を備える。送信機３は、送信信号を送信する。受信機５は、送信された信号を、伝搬路７を経由して受信する。【００２８】
まず、送信機３の構成及び動作について説明する。送信機３は、送信系列に対応する送信信号を生成する送信信号生成部１０（本願請求項の「信号生成手段」の一例）と、送信信号の電力増幅を行う電力増幅器１３と、電力増幅器１３の出力を送信する送信アンテナ１５（本願請求項の「送信アンテナ」の一例）を備える。【００２９】
本実施例では、チャネル推定用の既知系列Ｘ［ｎ］は、式(1)で与えられる。ここで、ｎはシンボル番号であり、ｎ＝０，…，Ｎ−１である（Ｎはシンボル数）。また、この実施例では、Ｘ［ｎ］のとりうる値は１又は−１であるとする（本願請求項の「複数の候補値」の一例）。【００３０】
送信信号生成部１０は、定包絡線変調処理を行う定包絡線変調部１９と、定包絡線変調部１９に送信系列Ｘ［ｎ］を与える送信系列付与部１７を備える。定包絡線変調部１９は、送信系列付与部１７から与えられた送信系列に対して式(2)の差動演算を行う差動演算部２０（本願請求項の「差動演算手段」の一例）と、差動演算部２０の出力信号を、帯域制限したパルス系列に波形整形するパルス波形整形部２３と、パルス波形整形部２３の出力信号Ｓ（ｔ）に対して変調指数０．５のＦＭ変調を行うＦＭ変調部２５（本願請求項の「定包絡線変調手段」の一例）を備える。パルス波形整形部２３は、例えば、ガウス関数をインパルス応答とするフィルタを用いる。このフィルタは、ＦＭ変調出力の帯域外スペクトルを抑圧する効果を有する。【００３１】
続いて、図２及び図３を参照して、送信系列がＸ［ｎ］＝｛１，１，１，１，１，１，−１，−１｝の場合について、定包絡線変調部１９の動作を具体的に説明する。差動演算部２０が差動演算を行った後、ＦＭ変調部２５が変調指数０．５のＦＭ変調を行う場合、ＦＭ変調器２５の出力波形は、図２のような波形を得ることができる。横軸は時間であり、縦軸は振幅を示す。２つの線は、複素数表記した出力信号のＩ相とＱ相の信号を示す。この場合、受信機におけるＦＭ復調（非線形復調）は不要となる。【００３２】
図３を参照して、図２の出力波形について、位相との対応関係を説明する。本実施例で着目する位相は、０、π／２、π及び３π／２の４つである。それぞれ、位相Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤとする。Ｘ［ｎ］の候補値１には位相Ａ及びＢが対応し、候補値−１には位相Ｃ及びＤが対応するとする（すなわち、Ｘ［ｎ］の各候補値には、予め、２つの位相が対応付けられている。）。【００３３】
時系列ｔnのそれぞれの時刻において、送信系列１，１，１，１，１，１，−１，−１に対して、それぞれ、位相Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが割り当てられる。図２の２つの波形及び図３の矢印は、各位相に至る区間ａ〜ｈでの位相の変化を示すものである。そして、時刻ｔ（ｔn-1＜ｔ＜ｔn）では包絡線を時刻ｔnの包絡線と同じ一定値とすることにより、定包絡線位相変調処理が実現される。【００３４】
【数２】
2011155569.tif 000004
【００３５】
続いて、受信機５の構成及び動作について説明する。受信機５は、送信機３から送信された送信信号を受信して信号処理を行う受信部３１と、伝搬路７の特性を推定する伝搬路特性推定部３３（本願請求項の「伝搬路特性推定手段」、「伝搬路特性推定装置」の一例）を備える。【００３６】
受信部３１は、送信機３から送信された送信信号を、伝搬路７を経由して受信する受信アンテナ３５（本願請求項の「受信アンテナ」の一例）と、アナログ処理を行うアナログ処理部３７と、アナログ処理部３７の出力を量子化する低分解能ＡＤＣ３９（本願請求項の「ＡＤ変換手段」の一例）と、量子化後の信号に対してデジタル処理を行うデジタル処理部４１を備える。【００３７】
アナログ処理部３７は、ＬＮＡ（Low  Noise  Amplifier）等を含むＲＦ部４３と、中間周波数(IF)帯に周波数変換(MIX)するＭＩＸ部４５と、帯域制限フィルタ（BPF：Band  Pass  Filter）により信号帯域外の雑音を除去するＢＰＦ部４７を備える。【００３８】
低分解能ＡＤＣ３９は、低量子化ビット（例えば１ビットなど）のアナログデジタル変換をおこなうものである。ＡＤＣは、受信信号の振幅の値を量子化する。本実施例では、特に１ビットＡＤＣの場合は、位相を量子化することとなる。受信機において低分解能ＡＤＣを利用することで、受信機の回路規模を大幅に軽減することができる。また、特に１ビットＡＤＣを利用する場合には、受信器での利得調整が不要となり、低消費電力化に有利となる。【００３９】
しかし、低分解能ＡＤＣ３９において、量子化雑音が発生する。量子化雑音は、ＡＤ変換で一般的に発生する。特に、低分解能ＡＤＣでは顕著に発生する。送信信号の包絡線振幅は一定ではある。しかし、異なる経路をたどり、複数の波が到来する。そのため、受信信号の振幅は、それらが合成され、変動する。このように、量子化雑音は、振幅に顕著に発生する。よって、本願発明にあるように、位相を用いた定包絡線変調処理を行うことにより、低分解能ＡＤＣであっても、量子化雑音の発生を抑制し、高精度での通信が実現可能となる。【００４０】
デジタル処理部４１は、ＩＦ帯の信号をベースバンド帯に周波数変換するデジタルＭＩＸ部４９と、デジタルＭＩＸ部４９の出力信号に対して低域通過フィルタ処理を行うＬＰＦ（Low  Pass  Filter）部５１を備える（ＬＰＦ部５１の出力が、本願請求項の「受信量子化信号」の一例である。）。【００４１】
続いて、図４及び図５を参照して、伝搬路特性推定部３３の構成及び動作について説明する。送信系列は、伝搬路特性推定部３３が予め把握している既知系列である。伝搬路特性推定部３３では、式(3)の伝搬路インパルス応答モデル（図４参照）のパラメータＨe［ｉ］（本願請求項の「特性パラメータ」の一例）を推定する。ここで、Ｍは、伝搬路インパルス応答モデルのパス数を表す。Ｔは、シンボル周期である。【００４２】
【数３】
2011155569.tif 000005
【００４３】
伝搬路特性推定部３３は、受信量子化信号に基づいてパラメータＨe［ｉ］の初期推定値を定める初期推定値計算回路６１（本願請求項の「初期推定値計算手段」の一例）と、既知系列を示す既知信号が、パラメータＨe［ｉ］により定められる推定伝搬路を経由して得られる推定受信信号を量子化して複製信号を生成する複製信号生成部６３（本願請求項の「複製信号生成手段」の一例）と、受信量子化信号と複製信号との差を計算する誤差計算部６５（本願請求項の「誤差計算手段」の一例）と、受信量子化信号と複製信号との差を用いてパラメータＨe［ｉ］を更新して、新たなパラメータＨe(1)［ｉ］を定める推定値計算部６７（本願請求項の「推定値計算手段」の一例）を有する。複製信号生成部６３は、推定値計算部６７により更新されたパラメータＨe(1)［ｉ］を用いて、複製信号をさらに生成する。本願発明によれば、低分解能ＡＤＣであっても、量子化雑音を避け、高い精度で送受信が可能となる。そのため、伝搬路特性推定部３３において、反復計算を行うことにより、高い精度で伝搬路７の特性を推定することが可能となる。【００４４】
受信量子化信号をシンボル周期でサンプリングした信号をＹ［ｎ］と表す。初期推定値計算回路６１は、Ｙ［ｎ］に対して、式(4)の相関演算を行い、初期推定値を定める。ここで、Ｎは既知シンボル数を表す。Ｌは相関器の数を表し、Ｍ≦Ｌの関係にある。パス数Ｍは、例えば、事前に十分に大きな値を与えてもよい。また、出力Ｈe［ｉ］が、ある閾値Ｔｈを超える相関器の個数をＭとしてもよい（すなわち、ある閾値Ｔｈを超える相関器の出力Ｈe［ｉ］のうち、最大のｉをＭ−１と決定してもよい）。【００４５】
図５を参照して、初期推定値計算回路６１の一例を説明する。図５の初期推定値計算回路９１は、図１の初期推定計算回路６１の一例である。初期推定値計算回路９１は、Ｌ個の相関器を有する。すなわち、受信量子化信号Ｘ［ｎ］に対して信号Ｙ［ｎ＋ｉ］を乗算するＬ個の乗算器９３1，…，９３Lと、各乗算器９３1，…，９３Lの結果の平均を計算するＬ個の平均計算部９５1，…，９５Lを備える。これにより、各相関器の出力Ｈe［ｉ］を得る。【００４６】
【数４】
2011155569.tif 000006
【００４７】
複製信号生成部６３、誤差計算部６５及び推定値計算部６７は、初期推定値計算回路６１が定めたＨe［ｉ］を初期値として、伝搬路７の特性の推定を行う。【００４８】
その構成及び動作の一例について説明する。複製信号生成部６３は、既知系列を示す既知信号を生成する既知信号生成部６９と、初期推定値計算回路６１が定めたＨe［ｉ］を用いて推定伝搬路とし、既知信号が推定伝搬路を経由した場合の信号を生成する推定伝搬路部７１と、推定伝搬路部７１の出力信号の量子化を行う量子化部７３と、デジタル処理を行うデジタルＭＩＸ７５及びＬＰＦ部７７を備える。既知信号生成部６９、推定伝搬路部７１、量子化部７３、デジタルＭＩＸ部７５及びＬＰＦ部７７は、それぞれ、送信機３、伝搬路７、低分解能ＡＤＣ３９、デジタルＭＩＸ部４９及びＬＰＦ部５１に対応する。そのため、複製信号生成部６３が生成する複製信号は、推定伝搬路を用いて、受信量子化信号と同様の環境を再現して得られたものといえる。【００４９】
誤差計算部６５は、複製信号と受信量子化信号の差を計算する。推定値計算部６７は、例えば、複製信号と受信量子化信号の平均２乗誤差（MMSE）を求め、それが最小となるチャネルのパラメータを導出する。パラメータ導出方法としては、例えば、ＬＭＳアルゴリズムに基づく反復計算法を利用することができる。式(5)は、パラメータ更新式の一例である。推定値計算部６７は、Ｗシンボル毎にパラメータを更新しながら反復計算を行う。Ｗ＝１と設定する場合は、通常のＬＭＳアルゴリズムと同じである。ここで、ｅ(l)［ｎ］は、ｌ番目の反復におけるｎ番目のシンボルの誤差値を表す。μは、ステップサイズである。複製信号生成部６３は、更新後のＨe(l+1)［ｉ］を用いて新たに複製信号を生成する。平均２乗誤差値が十分に小さくなるまで、上記の反復計算を繰り返す。【００５０】
【数５】
2011155569.tif 000007
【００５１】
続いて、本実施例のチャネル推定技術を利用するシミュレーション評価結果について説明する。【００５２】
図６及び図７は、伝搬路特性の推定精度を評価するために計算機シミュレーションによる特性評価を示す図である。ＡＤＣの量子化ビット数は１ビットとするが２ビット以上としてもよい。ＦＭ変調における変調指数を０．５とする。等レベル６パスの準静的レイリーフェージング伝搬路を仮定する。既知信号を送信し伝搬路特性を推定した後、最尤系列推定に基づく非線形等化を行う。【００５３】
図６は、シミュレーションの対象となる無線通信システム１０１のブロック図を示す。図６の送信機１０３、伝搬路１０７、受信機１０５、送信系列付与部１１１、差動演算部１１３、ＦＭ変調部１１５、電力増幅器１１７、送信アンテナ１１９、受信アンテナ１２１、アナログ処理部１２３、低分解能ＡＤＣ１２５、デジタル処理部１２７、伝搬路特性推定部１２９は、それぞれ、図１の送信機３、伝搬路７、受信機５、送信系列付与部１７、差動演算部２０、ＦＭ変調部２５、電力増幅器１３、送信アンテナ１５、受信アンテナ３５、アナログ処理部３７、低分解能ＡＤＣ３９、デジタル処理部４１及び伝搬路特性推定部３３に対応する。【００５４】
さらに、無線通信システム１０１は、最尤系列推定器（等化器）１３１を備える。伝搬路１０７のインパルス応答は、パス間隔ΔＴ＝１．５Ｔ、パス数Ｋ＝６とする関数(6)で与えられる。ここで、Ｋはシミュレーションにおいて仮定している伝搬路１０７のインパルス応答のパス数である。各パスの振幅値（複素数）は平均値の等しいレイリー分布に従う確率変数とする。伝搬路特性推定部１２９におけるインパルス応答モデルは、パス間隔Ｔ，パス数Ｍ＝９の関数(4)を用いている。最尤系列推定器１３１は、伝搬路１０７の特性と送受信機の構成が既知であるとして、複数の送信信号候補から送信系列である可能性が高いものを推定するものである。最尤系列推定器１３１は、複数の送信信号候補１，…，Ｊが、それぞれ、推定伝搬路１３３1，…，１３３Jを経由し、低分解能量子化器１３５1，…，１３５Jを経由したものと受信量子化信号との誤差を誤差計算器１３７1，…，１３７Jにより計算し、その誤差が最も小さいものを選択器１３９により選択するものである。図６におけるチャネル推定は、図１のパルス波形整形部２３を用いないものであり、定包絡線信号は、式(7)で表すことができる。ここで、f(t)は、式(8)である。また、ωcは、送信信号のキャリア周波数である。【００５５】
【数６】
2011155569.tif 000008
【００５６】
図７は、伝搬路特性の推定値を用いて最尤系列推定を行った場合のBER特性を示す。理想的なチャネル（Ideal  Channel）は、伝搬路特性を完全に推定できた場合のBER特性を示す。相関推定器（Correlator  Estimator）は、初期推定値を用いた場合、適応フィルタ推定器（Adaptive  Filter  Estimator）は、最小２乗誤差基準に基づく推定を行った場合の特性である。相関推定器は、従来技術でも実現可能だが、誤差が大きく生じている。それに対し、適応フィルタ推定器では、伝搬路特性の推定が完全である場合とほぼ同等のBER特性が得られている。【００５７】
なお、例えば図８にあるように、複数の既知信号を送信し、受信機のADC出力においてそれらの平均化を行うことで雑音の影響を軽減することができる。既知信号Ｘ［ｎ］，ｎ＝０，１，…，Ｎ−１がＵ回繰り返し送信された場合に、対応する受信信号を~Ｙ(u)［ｎ］とする。式(9)のように平均化を行うことで雑音を軽減できる。この信号を図１の伝搬路特性推定部３３に入力して伝搬路特性を推定する。または、式(10)の長さＮ×Ｕの繰り返し既知系列とみなして、この信号を図１の伝搬路特性推定部３３に入力して、伝搬路推定を行ってもよい。【００５８】
【数７】
2011155569.tif 000009
【００５９】
また、伝搬路特性推定部３３は、式(3)のフーリエ変換対である周波数伝達特性を伝搬路モデルとして定義し、そのパラメータを求めてもよい。さらに、推定値計算部６７は、RLSアルゴリズムなどのその他の手法を用いても良い。
【実施例２】
【００６０】
続いて、図９を参照して、MIMOチャネルにおける本願発明の他の実施例について、説明する。MIMO伝搬路の特性を推定する場合は、例えば、複数の既知信号を時分割多重（TDM：Time  Division  Multiplexing）送信する。【００６１】
図９は、MIMOチャネルにおける本願発明のチャネル推定技術を用いたMIMO無線通信システムの一例を示すブロック図である。MIMOシステムにおける送信アンテナ本数は２、受信アンテナ本数を２とする。なお、送信アンテナ数Ｎtxと受信アンテナ数Ｎrxはそれぞれ１以上の任意の値としてよい。送信アンテナ数は、受信アンテナ数より多くてもよく（Ｎtx＞Ｎrx）、受信アンテナ数より少なくしてもよい（Ｎtx＜Ｎrx）。【００６２】
MIMO送信機２１５では、異なる送信系列Ａ，ＢをMIMO伝搬路２１６に送信する。送信系列Ａ、Ｂは、それぞれ異なる伝搬路を介して受信点に到来する。受信アンテナ１では、伝搬路１１を通過した送信信号Ａと伝搬路２１を通過した送信信号Ｂの合成波が受信される。一方、受信アンテナ２では、伝搬路１２を通過した送信信号Ａと伝搬路２２を通過した送信信号Ｂの合成波が受信される。直交関係にある既知信号を伝搬路１１，１２，２１，２２に送信することで、伝搬路特性推定部２２５1において伝搬路１１，２１を推定し、伝搬路特性推定部２２５2において伝搬路１２，２２を推定する。送信アンテナと受信アンテナの本数が３本以上である場合も同様である。【００６３】
MIMO最尤系列推定器２２２は、MIMO伝搬路２１６の特性と送受信機２１５，２２１の構成が既知であるとして、複数の送信信号候補から送信系列である可能性の高いものを推定する。送信信号Ａの候補を１，２，…，Ｊ1とし、送信信号Ｂの候補を１，２，…，Ｊ2とするときの送信信号Ａ，Ｂの候補の組み合わせ総数をＱとする。Ｑ個の候補信号がそれぞれMIMO推定伝搬路２２６1,…,２２６Qを経由する。誤差計算部２２８1，…，２２８Qが低分解能量子化器２２７1，…，２２７Qを経由したものと受信信号との誤差を計算する。選択器２２９が、誤差が最も小さい送信信号ＡとＢの組み合わせを選択する。
【実施例３】
【００６４】
続いて、図１０〜１２を参照して、MIMOチャネルにおける本願発明のさらに他の実施例について、説明する。本実施例では、符号分割多重（CDM：Code  Division  Multiplexing）送信の場合についてである。本願発明は、複数の既知信号が直交関係にある送信方法を用いることができる。【００６５】
図１０は、符号分割多重による既知信号送信の概念を示す図である。送信機３０１の２つの送信アンテナからは、送信系列Ａ及びＢに基づき生成された既知信号３０３1及び３０３2が送出される。本実施例では、既知信号３０３1及び３０３2は、互いに直交する関係にある符号である。これは、例えば、巡回シフトされたＭ系列を用いることができる。巡回シフトされた系列とは、最後の要素の次の要素として、先頭の要素を指すようにして、シフトを行った系列である。例えば、系列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対して巡回シフトを行うことにより、Ｅ，Ｆ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとするものである。そして、受信部３０７1及び３０７2の受信アンテナは、それぞれ、MIMO伝搬路を経由した送信信号を受信する。そして、各受信信号に対して、受信部３０７1及び３０７2並びに伝搬路特性推定器３０９1及び３０９2が処理を行う。【００６６】
図１１は、図１０の受信部３０７1及び伝搬路特性推定部３０９1による処理に関する概略ブロック図である。図１０の受信部３０７2及び伝搬路特性推定部３０９2による処理についても、同様に実現することができる。【００６７】
図１１において、MIMO送信器３１０の構成は、図９のMIMO送信器２１５と同じである。図９の既知系列Ａ及びＢに対して、それぞれ、図１０の既知信号３０３1及び３０３2が生成される。受信器３３２は、受信部３０７1と、伝搬路特性推定部３０９1を備える。受信部３０７1の構成は、図１の受信部３１と同じである。【００６８】
伝搬路特性推定部３０９1は、初期推定値計算回路３５１と、複製信号生成部３５３と、誤差計算部３５５と、推定値計算部３５７を備える。初期値推定値計算回路３５１は、図１の初期値推定値計算回路６１と同じである。【００６９】
複製信号生成部３５３は、既知信号生成部３５９1及び３５９2と、推定伝搬路部３６１1及び３６１2と、加算器３６３と、量子化部３６５と、デジタルＭＩＸ部３６７と、ＬＰＦ部３６９を備える。量子化部３６５、デジタルＭＩＸ部３６７及びＬＰＦ部３６９は、それぞれ、図１の量子化部７３、デジタルＭＩＸ部７５及びＬＰＦ部７７と同じである。【００７０】
既知信号生成部３５９1は、既知系列Ａを示す既知信号を生成する。推定伝搬路部３６１1は、図５におけるＹ［ｎ］が既知系列Ａである場合に初期推定値計算回路３５１が定めたＨe11［ｉ］を用いて推定伝搬路とし、既知信号生成部３５９1が生成した既知信号が推定伝搬路１１（すなわち、MIMO送信器の第１アンテナから受信器の第１アンテナへの推定伝搬路）を経由した場合の信号を生成する。既知信号生成部３５９2は、既知系列Ｂを示す既知信号を生成する。推定伝搬路部３６１2も、同様に、図５におけるＹ［ｎ］が既知系列Ｂである場合に初期推定値計算回路３５１が定めたＨe21［ｉ］を用いて推定伝搬路とし、既知信号が推定伝搬路２１（すなわち、MIMO送信器の第２アンテナから受信器の第１アンテナへの推定伝搬路）を経由した場合の信号を生成する。加算器３６３は、推定伝搬路部３６１1及び３６１2が生成した信号を加算する。量子化部３６５、デジタルＭＩＸ部３６７及びＬＰＦ部３６９は、加算器３６３の信号に対して、図１と同じ処理を行う。よって、複製信号生成部３５３が生成する複製信号は、推定伝搬路を用いて、受信量子化信号と同様の環境を再現して得られたものといえる。【００７１】
誤差計算部３５５は、複製信号と受信量子化信号の差を計算する。推定値計算部３５７は、例えば、複製信号と受信量子化信号の平均２乗誤差（MMSE）を求め、それが最小となるチャネルのパラメータを導出する。パラメータ導出方法としては、例えば、ＬＭＳアルゴリズムに基づく反復計算法を利用することができる。式(12)(13)は、パラメータ更新式の一例である。推定値計算部３５７は、Ｗシンボル毎にパラメータを更新しながら反復計算を行う。Ｗ＝１と設定する場合は、通常のＬＭＳアルゴリズムと同じである。ここで、ｅ11(l)［ｎ］およびｅ21(l)［ｎ］は、ｌ番目の反復におけるｎ番目のシンボルの誤差値を表す。μは、ステップサイズである。複製信号生成部３５３は、更新後のＨe11(l+1)［ｉ］とＨe21(l+1)［ｉ］を用いて新たに複製信号を生成する。平均２乗誤差値が十分に小さくなるまで、上記の反復計算を繰り返す。【００７２】
【数８】
2011155569.tif 000010
【００７３】
続いて、本実施例のチャネル推定技術を利用するシミュレーション評価結果について説明する。図１２は、伝搬路特性の推定値を用いて最尤系列推定を行った場合のＢＥＲ特性を示すグラフである。横軸は、Ｅb/Ｎ0（ｄＢ）であり、縦軸は、ＢＥＲを示す。「理想的なチャネル」は、四角形のラインで示され、伝搬路特性を完全に推定できた場合のBER特性を示す。「CDM信号を用いるチャネル推定」は、三角形のラインで示され、CDMにより既知信号の送信を行い伝搬路特性の推定を行う場合のBER特性である。「TDM信号を用いるチャネル推定」は、丸のラインで示され、TDMにより既知信号の送信を行い伝搬路特性の推定を行う場合のBER特性である。ＡＤＣの量子化ビット数は１ビットとするが２ビット以上としてもよい。ＦＭ変調における変調指数を０．５とする。等レベル４パスの準静的レイリーフェージング伝搬路を仮定する。既知信号を送信し伝搬路特性を推定した後、最尤系列推定に基づく非線形等化を行う。送受信のアンテナ本数はそれぞれ２本とする。CDMでは、伝搬路特性の推定が完全である場合とほぼ同等のBER特性が得られている。
【符号の説明】
【００７４】
１，１０１  無線通信システム、３，１０３  送信機、５，１０５  受信機、７，１０７  伝搬路、１０  送信信号生成部、１３，１１７  電力増幅器、１５，１１９  送信アンテナ、１７，１１１  送信系列付与部、２０，１１３  差動演算部、２３  パルス波形整形部、２５，１１５  ＦＭ変調部、３１，３０７  受信部、３３，１２９，２２５，３０９  伝搬路特性推定部、３５，１２１  受信アンテナ、３７，１２３  アナログ処理部、３９，１２５  低分解能ＡＤＣ、４１，１２７  デジタル処理部、４３  ＲＦ部、４５  ＭＩＸ部、４７  ＢＰＦ部、４９  デジタルＭＩＸ部、５１  ＬＰＦ部、６１，３５１  初期推定値計算回路、６３，３５３  複製信号生成部、６５，３５５  誤差計算部、６７，３５７  推定値計算部、６９，３５９  既知信号生成部、７１，３６１  推定伝搬路部、７３，３６５  量子化部、７５，３６７  デジタルＭＩＸ部、７７，３６９  ＬＰＦ部、１３３  推定伝搬路、１３５，２２７  低分解能量子化、１３７，２２８  誤差計算、１３０，２２９  選択器、２１５，３０１  MIMO送信器、２１６  MIMO伝搬路、２２１  MIMO受信器、２２６  MIMO推定伝搬路
【図１】
2011155569.tif 000012
【図２】
2011155569.tif 000013
【図３】
2011155569.tif 000014
【図４】
2011155569.tif 000015
【図５】
2011155569.tif 000016
【図６】
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【図７】
2011155569.tif 000018
【図８】
2011155569.tif 000019
【図９】
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【図１０】
2011155569.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
2011155569.tif 000023
【国際調査報告】
2011155569.tif 000024
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